Diesel vs. Elektro
Der Vergleich
Der Elektromotor setzt auf Drehmoment und geringe Drehzahl, während der Verbrennungsmotor die hohen Drehzahlen benötigt, um seine Leistung überhaupt zu entfalten. Da haben wir beim Diesel 32% Wirkungsgrad des Motors mal 94% des Getriebes mal 25% am Propeller, gibt uns 7,5% Gesamtwirkungsgrad. Beim Elektromotor sieht es da viel besser aus. 88% Motorwirkungsgrad mal 98% Lager mal 45% wegen größerem Propeller sind 37%, fast das Fünffache. (4,9333…) Wer also Energie sparen möchte, kommt am Elektromotor nicht mehr vorbei!
1 Liter Diesel hat einen sehr guten Heizwert und wiegt nur 840g. Nehmen wir mal an, das wären zusammen mit Tank etwa 1kg.
Wollte man die gleiche Energiemenge in Bleibatterien speichern, bräuchte man 300 kg davon.
In Lithium-Eisen-Phosphat Batterien wären es nur noch 80 kg.
1 Liter Diesel ≙ 9,7 kWh (Heizwert)
9,7 kWh ≙ 300 kg Bleibatterie
9,7 kWh ≙ 80 kg LiFePo4
9,7 kWh ≙ 38 kg LiPo (high energy for racing)
1 kg Wasserstoff ≙ 33,3 kWh ( 11 m³ )
Es erfordert einen guten Energiehaushalt für Elektroantriebe
Braucht ein Elektromotor denn genau so viel Energie wie ein Dieselmotor?
Ist ein 19 PS Dieselmotor, der umgerechnet knapp 14 kW Leistung hat, gleichwertig mit einem 14 kW Elektromotor?
Leistungsbereich von Verbrennungsmotoren im Vergleich
zum Leistungsbereich von Elektromotoren:
Der Propeller kann für den Elektromotor auf den maximalen Schub optimiert werden, ohne Rücksicht auf die Drehmomentschwäche in den unteren Drehzahlen. Dadurch wird der Propellerwirkungsgrad besser. Wenn man sich die Propeller von einem kleinen Elektroaußenborder mal im Vergleich zu einem gewöhnlichen 5 PS Außenborder ansieht, fällt einem das sofort auf. 29 cm Durchmesser zu 16 cm, das ist weniger als 1/3 der Fläche.
(201cm² zu 660cm² )
Der Elektromotor setzt also auf Drehmoment und geringe Drehzahl, während der Verbrennungsmotor die hohen Drehzahlen benötigt, um seine Leistung überhaupt zu entfalten.
Rechnen wir die Wirkungsrade mal aus. Da haben wir beim Diesel 32% Wirkungsgrad des Motors mal 94% des Getriebes mal 25% am Propeller, gibt uns 7,5% Gesamtwirkungsgrad.
Also nutzen wir nur 7,5% der 9,7 kWh vom Heizwert von einem Liter Diesel. ( Das sind nur noch 0,728 kWh / Liter Diesel, nicht mehr 9,7 kWh)
Beim Elektromotor sieht es da viel besser aus. 88% Motorwirkungsgrad mal 98% Lager mal 45% wegen größerem Propeller sind 37%, fast das Fünffache. (4,9333…)
Aber ein Ladegerät hat einen Wirkungsgrad von 94% und eine Batterie eine Effizienz von 88%.Das schmälert uns den Wirkungsrad des E-Antriebs auf insgesamt 30%. Also nur noch das Vierfache vom Diesel.
Im Teillastbereich sieht es für den Verbrenner noch schlechter aus. Hier sinkt der Gesamtwirkungsgrad bis auf magere 2,5% (Energieausnutzung vom Brennwert)
Wer also Energie sparen möchte, kommt am Elektromotor nicht mehr vorbei!